JP3432964B2 - アンチロックブレーキ装置 - Google Patents

アンチロックブレーキ装置

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JP3432964B2 JP22694995A JP22694995A JP3432964B2 JP 3432964 B2 JP3432964 B2 JP 3432964B2 JP 22694995 A JP22694995 A JP 22694995A JP 22694995 A JP22694995 A JP 22694995A JP 3432964 B2 JP3432964 B2 JP 3432964B2
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貞博 高橋
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Description

【発明の詳細な説明】 【発明が属する技術分野】本発明は、自動車の制動時の
ブレーキトルクを最適化するための制御技術に関する。 【従来の技術】自動車の制動時に車輪がロックしないよ
うに、車輪速度と車体速度の差に基づきブレーキトルク
をフィードバック制御するアンチスキッドブレーキは例
えば以下の文献に開示されている。 [1]Tan and Chin:vehicle T
raction Control:Variable
Structure Control Approac
h,Trans.of ASME Dynamic S
ystems,Measurement,and Co
ntrol,113 223/230(1991) [2]Chin,William,Sidlosky,
Rule and Sparschu:Sliding
−Mode ABS Wheel−SlipContr
ol,Proc.of Am.Control Con
f.1/5(1992) 【発明が解決しようとする課題】これらの文献に開示さ
れる装置は車体速度、車輪速度を引数とする関数を設定
し、図7のグラフ(b)に示すように関数値の正負に応
じてブレーキトルクを切り換えることで路面とタイヤの
スリップ率を目標値へと制御しているが、ブレーキトル
クを発生させるアクチュエータの動作遅れや、関数計算
の所要時間に起因してブレーキトルクの制御に応答遅れ
が発生し、ブレーキトルクやスリップ率がハンチングを
起こしやすいという問題がある。ハンチングを抑制する
にはブレーキトルクの切り換えを急激に行わず、図 7
のグラフ(a)に示すように、ブレーキトルクが最大値
から最小値まで滑らかに変化するように関数値の特性を
設定すれば良い。しかしながら、このようにブレーキト
ルクを漸変的に変化させると制御誤差が大きくなり、ス
リップ率の目標値と実際値とが正確に一致しない場合が
ある。本発明は上記問題点を解決すべくなされたもの
で、簡単な制御アルゴリズムでブレーキトルクやスリッ
プ率を正確に制御することを目的とする。 【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、図8
に示すように、車輪速度の検出手段101と、車体速度
の検出手段102と、車輪速度と車体速度から車輪のス
リップ率を計算する手段103と、スリップ率があらか
じめ設定された目標値と一致するようにブレーキトルク
を制御する手段104とを備えたアンチロックブレーキ
装置において、前記スリップ率が目標値と一致した時に
符号を変化する判定関数を設定する手段105と、判定
関数の値に応じてブレーキトルク目標値を演算する手段
106と、車輪の角加速度を検出する手段107と、角
加速度に応じた補正値で前記ブレーキトルク目標値を補
正する手段108とを備える。前記判定関数は、次式
(A)で定義する。 式(A): s(t)=η・x(t)+x(t) ただし、η=λ−1 s(t):判定関数 x(t):車体速度 x(t):車輪速度 λ:目標スリップ率 λ:スリップ率前記ブレーキトルク目標値の演算と補正は、次式(B)
による。 w,:定数 cmd(t):ブレーキトルク目標値 fμ:車輪に路面が及ぼす前後方向の力 fresist:車輪の転がり抵抗 【作用】検出手段101と102が検出した車輪速度と
車体速度からスリップ率計算手段103が車輪のスリッ
プ率を計算する。設定手段105がスリップ率に基づく
判定関数を設定し、演算手段106が判定関数に基づき
ブレーキトルク目標値を演算する。一方、検出手段10
7が車輪の角加速度を検出し、補正手段108がこの角
加速度に応じた補正値でブレーキトルク目標値を補正す
る。制御手段104が補正した目標値へとブレーキトル
クを制御することにより、スリップ率のハンチングを抑
制する。 【発明の実施の形態】図1〜図7を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。図1に示すように、ブレーキ1
はブレーキ圧調整機構2を介して供給される圧油により
車輪10を制動する。ブレーキ圧調整機構2は例えば油
圧ポンプとサーボバルブなどで構成され、コントロール
ユニット3が出力する信号に比例した圧力をブレーキ1
に供給する。コントロールユニット3には、車輪10の
回転速度x(t)を検出する車輪速度センサ4、自動
車の車体の速度x(t)を検出する車体速度センサ
5、ブレーキペダル8の踏込角θ(t)を検出するプレ
ーキペダル踏込角センサ6、車輪10の 5は例えば車体に作用する前後方向の加速度を検出する
加速度センサと、その出力を積分する積分器によって構
成する。コントロールユニット3は例えばマイクロコン
ピュータで構成され、入力される車輪速度x(t)、
車体速度x(t)、プレーキペダル踏込角θ(t)、
車輪角加速 を求めて、ブレーキ圧調整機構2に信号を出力する。な
お、ブレーキ1と車輪速度センサ4及び車輪角加速度セ
ンサ7は車輪10ごとに設けられ、ブレーキ圧信号も車
輪10ごとに出力される。 ここで、iは車輪番号を示す添字である。例えば、車輪
が4個の場合には右前 が計算される。ηは所定値であり、路面とタイヤとのス
リップ率の目標値λから以下の式で決める。 η=λ−1 なお、路面とタイヤとのスリップ率λは次式で定義す
る。 定義からs(t)=0はスリップ率λが目標値λ
に一致したことを意味する。s(t)>0はスリップ
率が目標値より小さく、s(t)<0はスリップ率が
目標値より大きすぎることを意味する。になる。コントロールユニット3による上記の計算と制
御を図2と3のフローチャートを用いて説明する。ま
ず、図2のフローチャートは基本ルーチンであり、ステ
ップS1において、サンプル時刻かどうかを判定する。
このステップはこのルーチンを一定周期で実行するため
に設けられる。サンプル時刻であれば、ステップS2に
おいてブレーキペダルの踏込角 θ(t)が所定値θ
以上であるかどうかを判定する。一般に、アンチロック
制御が必要になるのはブレーキペダルがある程度以上踏
み込まれたときであり、それ以外の場合はアンチロック
制御の必要がないので以後のブレーキトルク制御を行わ
ずにルーチン終了する。ブレーキペダルの踏込角がθ
以上の場合は、ステップS3において図3に示すブレー
キトルク制御ルーチンを実行する いで、ステップS12〜S15で式(1)〜(6)の計
算を実行して、各輪のブレーキト のブレーキ1に供給する圧油の圧力を調整する。ここ
で、ブレーキトルクを式(4)のように定義すると、ス
リップ率λは目標値λに近づく。その理由を説明す
るために、自動車の車輪数ηとすると、ブレーキング
の運動方程式は次のように表すことができる。 ただし、ここで、 :第i輪のブレーキトルク M:車両質量 :車輪の慣性モーメント R:車輪の半径 μ(λ):第i輪と路面との摩擦係数 λ:第i輪のスリップ率 θ:路面傾斜 である。 となる。このとき、s(t)=0、すなわち、λ
λとなる。 これは、式(8)に、 を代入すると、 となることを利用したものである。 よってこのようなブレーキトルクの切換が可能であれ
ば、V(t)は単調に減少し、λ=λとなる。と
ころで、車輪速度や車体速度の検出値には実際の値に対
して検出遅れがどうしても存在する。また、演算装置に
デジタルプロセッサを使用すると、制御は一定周期で行
われ、制御時期と制御時期の間では制御信号が出力され
ない。さらに、ブレーキトルクを発生させるアクチュエ
ータにも動作の遅れがある。したがって、ブレーキトル
クの制御には必ず遅れが生じる。そのために、スリップ
率が目標値より大きくなり過ぎたり、小さくなり過ぎた
りしてから、ブレーキトルクが増減するようになり、結
果としてスリップ率が目標値の周辺でハンチングを起こ
す。図5と図6は目標スリップ率λを0.2として行
ったブレーキトルク制御のシミュレーション結果を示
す。図5は式(3)のkを0とした場合のシミュレー
ション結果を示す。この場合には、図5(C)に示すよ
うにスリップ率λがハンチングを起こし、図5(D)に
示すようにブレーキ圧がこれに追随して大きく変動す
る。制動による停止距離 xは図5(E)に示すように
110mとなる。図6は式(3)のkを0.3とした
場合のシミュレーション結果を示す。ここでは、スリッ
プ率λのハンチングは減少し、制動距離xは102mと
なる。 対し車輪速の変化が小さくなる。これは、(10)式で となり、左辺がk=0の時と比べ、(1+k)分の
1になることから明らかである(k>0)。よって、
スリップ率が目標値の近傍にあるとき、V(t)の発
生に遅れが生じて 【発明の効果】以上のように本発明は、スリップ率が目
標値と一致した時に符号を変化する判定関数の値に基づ
きブレーキトルク目標値を演算する一方、車輪の角加速
度に応じた補正をこの目標値に加えるようにしたので、
補正によりスリップ率のハンチングが減少し、ブレーキ
時の車両の挙動が安定するとともに、制動距離を短くす
ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の形態を示すアンチロックブレー
キの概略構成図である。 【図2】同じく、アンチロック制御条件の成立判定ルー
チンを説明するフローチャートである。 【図3】同じく、ブレーキトルク制御ルーチンを説明す
るフローチャートである。 【図4】同じく判定関数の特性を示すグラフである。 【図5】同じく式(3)のKwを0とした場合の制動特
性を示すダイヤフラムである。 【図6】同じく式(3)のKwを0,3とした場合の制
動特性を示すダイヤフラムである。 【図7】従来例のブレーキトルクの制御特性を示すグラ
フである 【図8】本発明のクレーム対応図である。 【符号の説明】 1 ブレーキ 2 ブレーキ圧調整機構 3 コントロールユニット 4 車輪速度センサ 5 車体速度センサ 6 ブレーキペダル踏込角センサ 7 角加速度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 貞博 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産デ ィーゼル工業株式会社内 (72)発明者 野津 育朗 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産デ ィーゼル工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−244592(JP,A) 特表 平5−502423(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60T 7/12 - 8/96

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 車輪速度の検出手段と、車体速度の検出
    手段と、車輪速度と車体速度から車輪のスリップ率を計
    算する手段と、スリップ率があらかじめ設定された目標
    値と一致するようにブレーキトルクを制御する手段とを
    備えたアンチロックブレーキ装置において、前記スリッ
    プ率が目標値と一致した時に符号を変化する判定関数を
    設定する手段と、判定関数の値に応じてブレーキトルク
    目標値を演算する手段と、車輪の角加速度を検出する手
    段と、角加速度に応じた補正値で前記ブレーキトルク目
    標値を補正する手段と、を備えてなり、前記判定関数が
    次式(A)で定義され、前記ブレーキトルク目標値の演
    算と補正が次式(B)で定義されることを特徴とするア
    ンチロックブレーキ装置。 式(A): s(t)=η・x(t)+x(t) ただし、η=λ−1 s(t):判定関数 x(t):車体速度 x(t):車輪速度 λ:目標スリップ率 λ:スリップ率 w,:定数 cmd(t):ブレーキトルク目標値 fμ:車輪に路面が及ぼす前後方向の力 fresist:車輪の転がり抵抗
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DE19628283A DE19628283B4 (de) 1995-07-14 1996-07-12 Antiblockierbremsvorrichtung
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